分布式光纤声传感技术(DAS)能够对与光纤相互作用的环境振动与声场信息进行长距离、连续分布式感知，这种独一无二的信息感知能力，使得DAS技术受到学术界和工业界的广泛关注，技术性能不断提升，应用快速发展，已在周界入侵检测、铁路安全在线监测、地球物理勘探与地震学等工业应用和科学研究方面展示其独特的技术优势和潜力，也为水声探测领域的阵列复用规模的提升和阵列的轻型化等应用难题提供了极佳的解决方案。本报告介绍了基于相干瑞利散射的分布式光纤水声探测技术的研究进展，主要包括传感阵列、信号解调和阵列信号处理的研究及其湖试情况，并对进一步发展进行了展望和讨论。

蔡海文，中科院上海光机所研究员，博士生导师，中科院空间激光传输与探测技术重点实验室副主任。长期从事单频激光技术、光纤传感技术及光纤时频传递技术等方面的研究工作，相关成果在高精度空间激光载荷、国家核心区域周界安防、高速铁路沿线安全监测、高精度时频同步等重要领域获得了实际应用，先后入选科技部中青年科技领军人才、上海市领军人才、国务院政府特殊津贴。

本文主要讲说集成化与一体化对于分布式光纤传感技术产业化的影响，目前分布式光纤传感技术已在多项工程领域得到广泛应用，由于市场的需求增加，产品的批量化需求产品具有高质量，高可靠性能，同时也要求装配更简单，性价比高，故集成化、一体化对于产业化的影响尤为重要，本文主要从产品的核心器件、质量可靠性、产品一致性、体积以及成本方面的问题围绕来说明。

 

报告将对分布式光纤传感技术在水利、地铁、煤矿等实际工程中的应用情况进行介绍，阐述工程中遇到的一些实际问题和解决措施，重点交流基于分布式光纤传感的管道安全监测技术，包括公司最新研发的针对腐蚀性酸溶液输送管道泄漏检测的新型特种光缆产品。

冯维一，博士毕业于南京理工大学光学工程专业，2018年进入江苏法尔胜光电科技有限公司担任技术研发工程师，目前为法尔胜泓昇集团与南京大学联合培养博士后。美国特拉华大学访问学者，江苏省双创博士，江阴市暨阳英才，在Optics Express、SPIE等期刊和会议上发表论文数十篇，工作期间主持和参与的科研项目经费超过1500万。目前主要研究分布式光纤传感技术、光纤光栅传感技术及传感器在安全监测系统中的工程应用。

分布式光纤传感技术具有高精度、抗电磁干扰、动态连续分布式测量等优点，近年来在多种地质工程安全监测领域中都有不同程度的研究与应用。本报告介绍了团队在分布式光纤传感技术在煤矿采空治理监测中正在开展的研究工作，针对采空区注浆治理过程中遇到的地层变形监测、裂隙（浆液）扩展范围划定、治理效果评价等问题，开展光纤传感监测技术研究，为煤矿采空注浆治理监测提供了一种新的思路和技术手段。

李世念，高级工程师，2017年博士毕业于中国地震局地质研究所，南京大学在职博士后。先后主持或主要参加项目13项，其中国家级、省部级科研项目8项。获取授权专利10项，发表论文13篇，其中SCI/EI 3篇。中国煤炭地质总局科技创新项目负责人、浅层地下空间探测与监测技术创新团队技术骨干，目前主要从事光纤传感技术的应用研究工作。

分布式光纤声波传感系统（DAS）能够同时获取数十千米光纤上任意位置处的振动信号的振幅、频率和相位信息，在油气资源勘探开采和管线安防等领域有广泛应用。本报告介绍了基于时间门控光频域反射仪方案的新型DAS系统的研究进展，包括利用瑞利散射相位检测声波信号的方法和性能提升技术，以及利用瑞利散射强度实现振动信号检测的新方法。此外，还报告了该类型DAS的现场应用案例。

刘庆文，上海交通大学特别研究员，博士生导师，日本东京大学博士，2013年加入上海交通大学，研究领域包括点式与分布式光纤传感、光学测量技术，作为负责人主持和参与了自然科学基金、科技部重点研发计划等各类科研项目十余项，发表学术论文120多篇，申请/授权发明专利30余项，多项专利实现产业化推广。

油气管网对国家能源安全有非常重要的意义。目前我国共建成油气长输管道13.6万公里，今后10 年，油气管道将迎来新一轮的建设高峰，预计到2030 年中国管道总里程将达到25万 ~30万公里。长输油气管道点多线长，人文地质环境复杂，管道线路人口密度大，各种人为设施密布，失效后果严重。针对管道线路面临的问题，分别从分布式光纤振动、分布式光纤温度、分布式光纤应变三个方面，介绍分布式光纤传感技术在油气管道上的应用现状和发展趋势。

马云宾，中共党员，中国石油天然气股份有限公司管道分公司副所长，高级工程师，多项中国石油集团公司、管道分公司课题课题长，长期从事油气管道安全监测技术研究和推广应用工作，取得多项成果和业绩。编写ISO国际标准1项，获得国家专利７０项，获得省部级科技奖励5项、管道公司科技奖励4项，软件著作权5项，编写石油行业标准1项，企业标准2项。荣获河北省国资委五四青年、河北省石油学会第一届优秀科技工作者、管道分公司管道科技研究中心先进个人、优秀共产党员等荣誉称号。

提出了一种基于后向瑞利散射空间差分干涉的光纤分布式声波/振动监测方案。将含有声波/振动信息的后向瑞利散射光注入到非平衡迈克尔逊干涉仪，调节干涉仪的臂长差实现不同长度的相邻空间段的后向瑞利散射光干涉，采用33耦合器解调技术解调出相位信息，实现声波/振动信号的测量。该技术在输电线舞动、周界安防、管道泄漏、地震勘探、智能交通以及矿山皮带机状态监测等领域中得到推广应用。

尚盈（1981-）博士，副研究员，山东省科学院激光研究所。主要从事光纤分布式声波/振动监测的研究，先后主持国家自然基金、山东省重点研发计划、山东省高等学校优秀青年创新团队、山东省科教融合、山东省科学院创新工程国合专项等多项项目，获得山东省科学技术进步奖一等奖1项，山东省专利奖二等奖，济宁市科技进步一等奖1项，山东省科学院发明专利一等奖1项， SCI/EI论文16 篇，作为第一发明人授权国际发明专利3项，国内发明专利8项。

分布式光纤传感技术传感距离长、可监测光纤任意位置处的信息，在结构健康监测、油气管道泄漏监测等领域具有巨大的应用潜力。布里渊光时域反射（BOTDR）技术可以监测应变/温度信息，相位敏感型光时域反射（Φ-OTDR）技术可以监测振动信息。然而由于监测参量的单一，上述系统往往会产生较多的漏报或误报，严重制约了它们在实际中的应用效果。本文提出了一种BOTDR和Φ-OTDR的融合型分布式光纤传感系统。该系统复用相同的探测光生成系统，并分别收集和解调布里渊散射信号和瑞利散射信号，进而实现振动、应变/温度的同步测量。本系统避免了布里渊和瑞利两种散射信号之间的相互影响，同时保障了两种信号的动态范围，提高了探测信号信噪比，并实现了对相位变化的定量解调。实验结果表明，本系统能够在50km长度的光纤上实现20m的空间分辨率，最大监测900Hz的振动信号，布里渊频移测量精度为±2MHz。

博士，副教授，南京大学光通信工程研究中心副主任，江苏高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师，光学学会（OSA）高级会员，电气和电子工程师协会（IEEE）高级会员。《应用物理》期刊编委。主持多项国家级、省部级项目，发表了学术论文80多篇，获得发明专利30多项，获2项省部级一等奖，3项省部级科技成果鉴定。

布里渊光时域分析（BOTDA）是一种广受欢迎的低成本分布式光传感技术，被广泛用于桥梁楼宇、输油管道、电网、铁路等基础设施的安全监测。但是，随着感知距离的增加以及空间分辨率的提高，传感点数量达到数万甚至数十万的量级，使得需要采集的传感数据量陡增，这不仅会造成数据采集耗费大量的时间，也导致从传感数据中提取被测物理量信息的数据处理时间成几何倍数的增长，使得BOTDA 的测量速度受到极大的限制，难以满足动态实时监测的需求。针对这个问题，我们将机器学习引入BOTDA处理海量传感数据，通过训练机器学习模型学习传感信号的特征从而进行智能超快温度和应力信息提取。该报告将回顾我们利用机器学习算法进行快速传感信息提取的工作。

王亮，现任华中科技大学光学与电子信息学院教授、博士生导师。他于2008年获得华中科技大学学士学位、2013年获得香港中文大学博士学位；2013-2019年依次任职于新加坡科技局国立资讯通信研究院、香港理工大学、香港中文大学。2019年9月加入华中科技大学光学与电子信息学院任教。研究方向为分布式光纤传感及其智能信号处理、机器学习及数字信号处理、光纤通信及全光信号处理、光纤光学等。目前已累计在Optics Letters、Optics Express、Journal of Lightwave Technology等光学学术期刊及国际学术会议上发表论文100多篇。

基于卫星导航信号的多天线测量技术可实现三维相对位置的测量，是测控、传感领域极具潜力的技术之一。为提升基于电学的卫星导航三维位移测量系统的监测范围和测量精度，本报告将介绍一种基于光载卫星导航信号的高精度三维位移测量技术，融合微波光子链路大动态、远距离传输和高精度硬件时延测量的优势，利用载波观测单差理论来实现大范围、高精度的三维位移的测量，将三维测量精度提升至mm量级。本报告还将探讨基于卫星导航信号的多天线测量技术在光纤传感领域中的应用。

王祥传，南京航空航天大学副教授，入选第四届中国科协青年人才托举工程。主要研究方向为微波光子测量技术及其应用（高精度光时延测量、光载GNSS三维姿态测量和微波光子雷达等），发表相关学术论文40余篇，申请及授权发明专利12项。主持或作为主要成员承担了包括国家自然科学基金青年基金、装备预研重点实验室基金、装发测试仪器科研项目、装备预研领域重点基金项目在内的10余项课题。任中国造船工程学会青年工作委员会委员、中国光学工程学会光电技术专业委员会委员、中国仪器仪表学会光机电技术与系统集成分会理事。

相位敏感光时域反射仪使用相干光脉冲作为探测脉冲，在其得到的光纤瑞利散射信号中不可避免地会产生干涉衰落现象，对信号的解调产生了显著的不利影响。本报告将主要介绍如下内容：(1)独立信道叠加数量与干涉衰落抑制程度的定量关系；(2)编码型相位敏感光时域反射仪中消除干涉衰落的方法;(3)一种不受干涉衰落影响的相位敏感光时域反射仪传感新技术。

IEEE/OSA高级会员，担任SCI期刊IEEE Photonics Technology Letters、IEEE Access、Springer Photonic Sensors的编辑；代表性成果入选美国光学学会评选的年度全球重要光学进展；已发表一/二区论文40余篇(ESI高引3篇)，SCI他引一千余次；出版科学出版社出版专著《光纤随机激光原理及应用》及《光纤传感网关键器件与技术》第三章；在光纤传感旗舰会议OFS-25等学术会议上22次作特邀报告，在OECC/OSA APC等学术会议中任职16次；已授权美国发明专利5项、中国发明专利20项；担任军委科技委两项H863课题负责人，在国家自然科学基金3项重要项目（重大仪器/重点/重大项目子项目）中排名第2。

本报告针对光纤传感系统所需的关键元器件，介绍重庆声光电公司在声光调制器、电光调制器、光电探测器等元器件的研发能力，并推出基于上述核心元器件的集成化产品——声光多普勒相干模块，分别从不同应用介绍声光多普勒相干模块的功能和技术指标，为光纤传感系统集成化设计提供思路。

吴中超 39岁，高级工程师，重庆大学光电工程学院毕业，硕士学历，毕业后主要从事光纤声光技术的研究工作，先后主持完成国家各类项目十余项，主持完成的“XXX”和“XXX”达到国际先进水平并获国防科技进步三等奖和中国电子科技集团公司科技进步一等奖，排名第一，作为第一作者在国内核心期刊发表论文多篇，获得授权专利7项，其国防发明专利“一种光纤耦合输入输出的声光器件”获得2018集团专利金奖，带领国内声光技术团队开拓创新，将声光技术推向新的高度。

基于光散射原理的分布式光纤传感技术具有传感距离长、连续分布式感知、多参量敏感等优势，其中，利用瑞利和布里渊散射可实现对振动、声场和动态应变等动态信号分布式传感，在周界入侵检测、核心基础设施监测、地震波和地质灾害监测预警等领域的具有广阔的应用前景。本报告将介绍基于瑞利和布里渊散射的动态分布式光纤传感技术研究进展，提出了多种光调制方法和系统结构方案改善动态信号传感的关键性能参数。包括利用随机采样和调频脉冲等技术提高瑞利散射相位敏感光时域反射系统的频率响应带宽、传感距离和测量范围，以及采用相干多斜率辅助、矢量啁啾链等方法增强布里渊动态应变传感系统的应变响应范围、测量速度、传感精度等。

张敬栋，2018年博士毕业于重庆大学，并继续在朱涛教授课题组从事博士后研究工作至今。主要致力于分布式光纤传感系统的机理研究，解决大型结构和基础设施的分布式智能健康监测问题。在Optics Letters、Journal of Lightwave Technology等光学学术期刊及国际学术会议上发表论文20余篇，申请/授权发明专利9项。作为主持人承担了国家自然科学基金青年基金项目等国家、省部级项目3项，参与国家重点研发计划等项目6项。相关研究成果在危险化学品罐区安全监测、军工厂核心区域周界安防等多领域获得示范应用。

混沌布里渊光相干域分析技术（Chaotic-BOCDA）采用低相干态的混沌激光为探测信号，其宽频谱、类噪声特性保证了整条光纤中存在一个唯一的窄带相关峰，宽度仅取决于混沌信号的带宽，理论上可以获得不随距离增加而恶化的高空间分辨率。实验中，时域门控技术抑制了时延特征和非零自相关基底等残留边峰所引起的布里渊背景噪声，锁相探测技术提取极窄相关峰内的微弱布里渊增益，最终传感距离可达10.2 km、空间分辨率突破至3.5 mm。除静态测量外，由于混沌激光独特的高斯型连续光谱特性，混沌布里渊增益谱被自然展宽，线性范围扩展到至少55 MHz。基于此，单斜率辅助Chaotic-BOCDA系统不仅将空间分辨率从米级提升到3.45 cm，而且将动态应变范围拓展至0-1200 με。

张明江，教授，博导，太原理工大学研究生院副院长。2011年获天津大学光学工程专业博士学位，加拿大渥太华大学访问学者，致力于新型光子集成混沌激光器研制及其在分布式光纤传感领域的应用研究。入选首批青年三晋学者、山西省学术技术带头人、山西省高校中青年拔尖创新人才。兼任中国激光杂志社青年编辑委员会委员、武汉光迅科技股份有限公司国家认定企业技术中心外部专家等职。先后主持国家重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金面上项目等国家、省部级项目10多项。发表学术论文110余篇。第一发明人授权专利30余项。获山西省技术发明一等奖1项(第一完成人)、全国优秀博士学位论文提名奖、山西省自然科学二等奖2项（第二完成人1项、第三完成人1项）。

分布式声场传感（DAS）系统具有响应速度快、灵敏度高等优点，能够实现对微弱扰动的分布式检测，在重大设施的入侵警戒、大型工程结构的健康监测等领域具有广阔应用前景。然而DAS所特有的干衰落噪声对有效信号的提取形成了不可忽视的干扰，从而限制了其在实际应用环境下的传感性能。本文通过硬件和软件的改进，给出了数种抗衰落噪声型DAS系统的实现方法。据此研制了具有抗衰落噪声特性的DAS传感系统产品，并在煤炭传输带轴承故障监测、风力发电机叶片健康监测等领域初步开展了应用推广工作。

张益昕，男，博士，南京大学副教授。中国仪器仪表协会光机电技术与系统集成分会常务理事，中国光学学会光机电专业委员会委员，中国光学学会光学教育专业委员会委员。2013年作为主要技术贡献人和股东，参与创办南京法艾博光电科技有限公司，任技术总监。主要研究方向为分布式光纤传感系统的机理研究与仪器化设计。目前已发表114篇本领域高水平期刊或会议论文，申请/获得了102项发明/实用新型专利，其中72项已获授权，获得省部级科技进步一等奖3项。

近年来，受到光纤通信扩容需求的驱动，以多芯光纤为传输载体的空分复用技术迅速发展，多芯光纤的拉制技术、相关器件（如多芯耦合器）的制备工艺也日益成熟。除了用于光纤通信，多芯光纤在分布式传感方面也显示出了巨大的应用潜力。本报告将介绍基于多芯光纤的分布式光纤传感器的研究进展。首先会对多芯光纤技术相关基础内容进行介绍，包括：多芯光纤的种类，多芯复用/解复用器的实现方案，多芯光纤偏心纤芯的弯曲敏感特性形成机理，等。在此基础上，重点围绕基于多芯光纤光栅以及布里渊传感技术实现的分布式曲率及三维形状传感、多芯光纤多参量可区分传感、性能增强的空分复用分布式传感方案等进行分享。

赵志勇，博士，分别于2012年、2017年在华中科技大学获学士学位及博士学位，读博期间曾获国家公派在瑞士洛桑联邦理工大学联合培养一年，此外还在新加坡南洋理工大学访问学习半年，2017年6月加入香港理工大学吕超教授课题组担任博士后研究员。长期从事分布式光纤传感的机理探索、性能优化及应用等方面的研究工作，特别围绕基于多芯少模光纤的分布式传感开展了一系列研究，在光纤光学领域主流期刊及国际权威会议上发表论文近40篇。论文累计被引用440余次，H因子为12。近年来，频繁受邀担任OSA、IEEE等旗下多个期刊的审稿人。

分布式布里渊光纤传感器广泛应用于大型基础设施的结构健康监测领域，针对其测量所需十分耗时的频率扫描过程问题，我们提出了一种光学啁啾链技术，实现了单发快速的分布式温度和应变测量。对于布里渊光时域分析方案，光学啁啾链替代传统的单频探测光，泵浦脉冲光在传感光纤中依次和各个光学啁啾段进行受激布里渊散射作用，每个光学啁啾段内解调出一个受激布里渊增益谱，最终实现了MHz量级的采样率，随后，采用衰减谱方案，实现了150 km的快速长距离传感。对于布里渊光时域反射计方案，光学啁啾链替代传统的单频光作为本振光，通过和后向自发布里渊散射信号进行拍频，每个光学啁啾段内解调出一个自发布里渊谱，从而实现快速分布式测量。

周登望，师资博士后（讲师），2020年度博士后创新人才支持计划入选者。研究领域涉及分布式布里渊光纤传感技术和微波光子学。目前，累计在国际权威期刊发表SCI论文近20篇，其中，以第一作者身份在《Light: Science and Applications》（ESI高被引论文）发表论文一篇，《Optics Express》发表论文1篇（ESI高被引论文），《Journal of Lightwave Technology》发表论文1篇，《Applied Sciences》发表综述论文1篇（共同一作）；在ACP、Photonics Asia、OFS，CIOP等光学领域国际会议上作口头报告2次、海报2次；OL，AO和MOTL 期刊的审稿人；参与国家重大科学仪器设备开发专项1项和国家自然科学基金项目2项。

在分布式光纤传感中，光纤散射回来的信号光比较微弱，由于受激散射的存在，限制了输入光功率的进一步增加，导致无法通过不断增加输入光功率来提高信号。对于分布式光纤传感，获取光信号最直接有效的方法是降低探测器的噪声，提高探测器的灵敏度。本报告针对分布式光纤传感系统所需的光电探测元器件，介绍朗普达光电公司在低噪声/高灵敏度光电探测器的研发能力和探测器模块产品分布式光纤传感中的应用，探索在基于此探测器基础上，结合低功耗高速脉冲SOA调制模块、窄线宽激光器、小信号脉冲EDFA的集成化分布式光纤传感模块产品，为光纤传感系统集成化设计提供解决方案。

周开军，博士，分别于2005年在清华大学获得硕士学位、2019年在华南理工大学获博士学位；先后获淮安市十大杰出青年，淮上英才创业人才，江苏省好青年。在研究生器件先后参与国家自然科学基金项目和国家重点研发计划项目，从事：光纤光栅外腔半导体窄线宽激光器及稳频技术研究，窄线宽单频光纤激光器噪声及应用研究，先后发表论文10余篇。创建成立朗普达光电科技有限公司，专注于服务国内光纤传感用户，提供低噪声光源、探测器、放大器，特种光纤器件等相关产品和服务。